Viren begleiten Menschen und Tiere seit Urzeiten. Wenn Viren eine Zelle befallen, schleusen sie ihr Erbgut in den Zellkern ein und werden so Teil des Genoms des infizierten Organismus. Viren übertragen ihre Gene nicht nur zwischen verschiedenen Organismen, sondern auch zwischen Geweben und Zellen innerhalb eines Lebewesens. Wie sie ihre gut verpackten Gene enthüllen und zur Infektion freisetzen, ist aber weitgehend unbekannt.
Die Forschergruppe von Urs Greber, Professor am Institut für Molekulare Biologie der Universität Zürich (UZH), hat nun erstmals in menschlichen Zellen ein Protein identifiziert, das über Erfolg oder Misserfolg der Virusinfektion entscheidet: die Ubiquitin-Ligase Mind Bomb 1 (Mib1). „Das Eiweiß steuert zielgenau, wie Adenoviren ihre DNA enthüllen und in den Zellkern entladen – was für eine erfolgreiche Infektion zwingend ist", sagt Greber.
Wenn das Protein fehlt oder nicht funktioniert, können die Viren zwar bis zum Zellkern eindringen, bleiben aber an den Porenstrukturen der Zellkernhülle hängen. „Damit eröffnet sich ein neuer Weg, um anti-virale Therapien zu entwickeln, die Mib1 blockieren", so Greber. Denn wirksame Medikamente gegen diese weit verbreiteten Viren gibt es nicht. Gefunden haben die Forschenden das Protein, indem sie in menschlichen Zellen des Lungenepithels die meisten Gene einzeln mittels RNA-Interferenz ausschalteten, und dann prüften, ob Adenoviren die Zellen infizieren können oder nicht.
„Hemmten wir das Gen für Mib1 oder schalteten es mithilfe der CRISPR-Cas-Technologie komplett aus, sank die Infektionsrate der Viren drastisch. Praktisch alle Adenoviren blieben an den Porenstrukturen außerhalb des Zellkerns stecken", sagt Greber. Sobald diese Zellen durch genetische Eingriffe wieder geringe Mengen von Mib1 produzierten, gelangte Mib1 zu den Viren an der Kernpore, worauf diese die Hülle ihrer Gene abstreiften und die Zellen infizierten.
Quelle: Universität Zürich
Publikation: Urs F. Greber et al.; The E3 Ubiquitin Ligase Mind Bomb 1 Controls Adenovirus Genome Release at the Nuclear Pore Complex; Cell Reports, 2019; DOI: 10.1016/j.celrep.2019.11.064
